En tant qu'entreprise de contrôle de la pollution, la tâche la plus importante d'une station d'épuration est de garantir la conformité des effluents aux normes. Cependant, avec des normes de rejet de plus en plus strictes et l'agressivité des inspecteurs de la protection de l'environnement, la station d'épuration subit une forte pression opérationnelle. Il devient de plus en plus difficile d'évacuer l'eau.
Selon l'observation de l'auteur, la cause directe de la difficulté à atteindre la norme de rejet d'eau est qu'il existe généralement trois cercles vicieux dans les stations d'épuration de mon pays.
Le premier est le cercle vicieux d'une faible activité des boues (MLVSS/MLSS) et d'une concentration élevée de boues ; le deuxième est le cercle vicieux selon lequel plus la quantité de produits chimiques d'élimination du phosphore utilisée est importante, plus la production de boues est importante ; le troisième est le fonctionnement à long terme de la station d'épuration des eaux usées en surcharge, les équipements ne peuvent pas être révisés, fonctionnent avec des maladies toute l'année, ce qui conduit à un cercle vicieux de réduction de la capacité de traitement des eaux usées.
#1
Le cercle vicieux de la faible activité des boues et de leur forte concentration
Le professeur Wang Hongchen a mené des recherches sur 467 stations d'épuration. Examinons les données relatives à l'activité et à la concentration des boues : parmi ces 467 stations, 61 % ont un rapport MLVSS/MLSS inférieur à 0,5, et environ 30 % ont un rapport MLVSS/MLSS inférieur à 0,4.
La concentration de boues de 2/3 des stations d'épuration dépasse 4 000 mg/L, la concentration de boues de 1/3 des stations d'épuration dépasse 6 000 mg/L et la concentration de boues de 20 stations d'épuration dépasse 10 000 mg/L.
Quelles sont les conséquences des conditions ci-dessus (faible activité des boues, forte concentration de boues) ? Bien que nous ayons lu de nombreux articles techniques analysant la réalité, en termes simples, il y a une seule conséquence : le débit d'eau dépasse la norme.
Cela peut s'expliquer de deux manières. D'une part, une fois la concentration en boues élevée, il est nécessaire d'augmenter l'aération pour éviter leur dépôt. Cette augmentation entraînera non seulement une augmentation de la consommation d'énergie, mais aussi une augmentation de la section biologique. L'augmentation de l'oxygène dissous épuisera la source de carbone nécessaire à la dénitrification, ce qui affectera directement la dénitrification et l'élimination du phosphore du système biologique, entraînant un excès d'azote et de phosphore.
D'autre part, la concentration élevée de boues fait monter l'interface boue-eau, et les boues sont facilement perdues avec l'effluent du bassin de sédimentation secondaire, ce qui bloquera l'unité de traitement avancé ou entraînera un dépassement de la norme de la DCO et des MES de l'effluent.
Après avoir parlé des conséquences, parlons des raisons pour lesquelles la plupart des stations d’épuration ont le problème d’une faible activité des boues et d’une concentration élevée de boues.
En réalité, la forte concentration des boues s'explique par leur faible activité. Pour améliorer l'efficacité du traitement, il est nécessaire d'augmenter leur concentration. Cette faible activité est due à la forte teneur en sable de scories des eaux d'entrée, qui pénètre dans l'unité de traitement biologique et s'y accumule progressivement, ce qui affecte l'activité des micro-organismes.
L'eau entrante contient beaucoup de scories et de sable. D'une part, l'efficacité de la grille d'interception est insuffisante et, d'autre part, plus de 90 % des stations d'épuration de mon pays ne disposent pas de bassins de décantation primaires.
Certains se demandent peut-être pourquoi ne pas construire un bassin de décantation primaire. Il s'agit du réseau de canalisations. Dans mon pays, le réseau de canalisations présente des problèmes tels que des raccordements incorrects, des raccordements mixtes et des raccordements manquants. Par conséquent, la qualité de l'eau entrant dans les stations d'épuration présente généralement trois caractéristiques : une concentration élevée en solides inorganiques (ISS), une faible DCO et un faible rapport C/N.
La concentration en solides inorganiques dans l'eau entrante est élevée, ce qui signifie que la teneur en sable est relativement élevée. Initialement, le décanteur primaire pouvait réduire certaines substances inorganiques, mais la DCO de l'eau entrante étant relativement faible, la plupart des stations d'épuration n'en construisent tout simplement pas.
En dernière analyse, la faible activité des boues est un héritage des « installations lourdes et des filets légers ».
Nous avons indiqué qu'une concentration élevée et une faible activité des boues entraîneraient une concentration excessive en N et P dans les effluents. Actuellement, la plupart des stations d'épuration ont recours à l'ajout de sources de carbone et de floculants inorganiques. Cependant, l'ajout d'une quantité importante de sources de carbone externes entraînera une augmentation supplémentaire de la consommation d'énergie, tandis que l'ajout d'une quantité importante de floculants produira une quantité importante de boues chimiques, ce qui entraînera une augmentation de leur concentration et une réduction supplémentaire de leur activité, créant ainsi un cercle vicieux.
#2
Un cercle vicieux dans lequel plus la quantité de produits chimiques utilisés pour éliminer le phosphore est importante, plus la production de boues est importante.
L’utilisation de produits chimiques pour éliminer le phosphore a augmenté la production de boues de 20 à 30 %, voire plus.
Le problème des boues est une préoccupation majeure des stations d’épuration depuis de nombreuses années, principalement parce qu’il n’existe aucune issue pour les boues, ou que cette issue est instable.
Cela conduit à un allongement de la durée de vie des boues, entraînant un phénomène de vieillissement des boues, et des anomalies encore plus graves telles que le gonflement des boues.
Les boues expansées présentent une faible floculation. Avec la perte d'effluents du bassin de décantation secondaire, l'unité de traitement avancé se bloque, l'efficacité du traitement est réduite et la quantité d'eau de lavage à contre-courant augmente.
L'augmentation de la quantité d'eau de lavage à contre-courant entraînera deux conséquences, l'une étant de réduire l'effet de traitement de la section biochimique précédente.
Une grande quantité d'eau de lavage à contre-courant est renvoyée vers le bassin d'aération, ce qui réduit le temps de rétention hydraulique réel de la structure et réduit l'effet de traitement du traitement secondaire ;
La deuxième consiste à réduire davantage l’effet de traitement de l’unité de traitement en profondeur.
Étant donné qu'une grande quantité d'eau de lavage à contre-courant doit être renvoyée au système de filtration de traitement avancé, le taux de filtration est augmenté et la capacité de filtration réelle est réduite.
L'efficacité globale du traitement devient faible, ce qui peut entraîner un dépassement des normes de phosphore total et de DCO dans les effluents. Afin d'éviter ce dépassement, la station d'épuration augmentera l'utilisation d'agents de déphosphoration, ce qui augmentera encore la quantité de boues.
dans un cercle vicieux.
#3
Le cercle vicieux de la surcharge à long terme des stations d’épuration et de la réduction de la capacité de traitement des eaux usées
Le traitement des eaux usées dépend non seulement des personnes, mais aussi des équipements.
Les équipements d'assainissement sont depuis longtemps en première ligne du traitement de l'eau. Sans réparations régulières, des problèmes surviendront tôt ou tard. Cependant, dans la plupart des cas, ils ne peuvent pas être réparés, car une fois en panne, le débit d'eau risque de dépasser la norme. Avec le système des amendes journalières, tout le monde ne peut pas se le permettre.
Parmi les 467 stations d'épuration urbaines étudiées par le professeur Wang Hongchen, environ deux tiers d'entre elles ont des taux de charge hydraulique supérieurs à 80 %, environ un tiers supérieurs à 120 % et 5 stations d'épuration sont supérieures à 150 %.
Lorsque le taux de charge hydraulique est supérieur à 80 %, à l'exception de quelques stations d'épuration de très grande taille, les stations d'épuration générales ne peuvent pas couper l'eau pour maintenance si les effluents atteignent la norme, et il n'y a pas d'eau de secours pour les aérateurs, l'aspiration et les racleurs des bassins de décantation secondaires. Les équipements inférieurs ne peuvent être entièrement révisés ou remplacés qu'après leur vidange.
Autrement dit, environ 2/3 des stations d’épuration ne peuvent pas réparer leurs équipements sous prétexte de garantir que les effluents répondent aux normes.
Selon les recherches du professeur Wang Hongchen, la durée de vie des aérateurs est généralement de 4 à 6 ans, mais un quart des stations d'épuration n'ont pas effectué d'entretien de la ventilation des aérateurs depuis plus de 6 ans. Le racleur de boue, qui doit être vidé et réparé, n'est généralement pas réparé tout au long de l'année.
L'équipement fonctionne depuis longtemps avec des problèmes de fonctionnement, et la capacité de traitement de l'eau se dégrade de plus en plus. Pour résister à la pression de l'eau, il est impossible de l'arrêter pour maintenance. Dans un tel cercle vicieux, il y aura toujours un système de traitement des eaux usées menacé de défaillance.
#4
écrire à la fin
Après que la protection de l'environnement a été érigée en politique nationale fondamentale de mon pays, les domaines de la lutte contre la pollution de l'eau, du gaz, des solides, des sols et autres ont connu un développement rapide, le traitement des eaux usées étant un domaine de pointe. L'insuffisance de la qualité de l'air a mis en difficulté le fonctionnement des stations d'épuration, et les problèmes de réseau de canalisations et de boues sont devenus les deux principales faiblesses du secteur du traitement des eaux usées de mon pays.
Et maintenant, il est temps de combler les lacunes.
Date de publication : 23 février 2022
